[發明專利]垂直氣缸消振式離心飛重軸向力測量裝置和方法

在審

• 申請號: 201611118433.2
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106595934A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 田放;樊丁;李樂;陳向藝;鄧衛敏;呂升;彭凱
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01L5/12
• 分類號: G01L5/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種測量裝置，特別涉及一種垂直氣缸消振式離心飛重軸向力測量裝置，還涉及采用這種測量裝置測量離心飛重軸向力的方法。

背景技術

航空發動機燃油控制系統通常選擇發動機轉速作為被控制量，離心飛重作為轉速敏感元件，可以用來測量各種狀態下發動機的轉速。它能將轉速的變化量轉化為位移的變化量。文獻“《航空發動機控制(上冊)》(西北工業大學出版社，2008年6月出版)第三章第二節(98頁)”公開了一種離心飛重軸向力測量裝置，該裝置包括傳動機構1、支架2、離心飛重塊3、導桿4、調準彈簧5和擺動臂6。參照圖1給出了它典型的工作原理，離心飛重塊3固定在支架2上，發動機通過傳動機構1帶動支架2旋轉。離心飛重塊3在離心力作用下會繞支點向外擺動，離心飛重塊3的擺動臂6將向下擺動,使與其接觸的導桿4產生向下的軸向換算力，該軸向換算力和安裝在導桿4下部的調準彈簧5的彈簧力共同作用推動導桿4移動。因此在彈簧力一定時，對應發動機某一轉速都有一相應的軸向換算力，導桿4就有相應位移，也即把轉速的變化量轉化為位移變化量。

在專利“CN105424233A”中公開了一種“航空發動機離心飛重軸向力測量裝置和方法”，該裝置中通過在擺動臂6和導桿4之間增加微型平面推力球軸承，改善了擺動臂6和導桿4的接觸狀態，提高了測量精度。但是真實狀態下由于離心飛重塊3質心和微型平面推力球軸承質心不能做到與導桿4軸線絕對共線，所以在離心飛重快3和微型平面推力球軸承在轉動過程中不可避免的產生振動，這個振動經過導桿4和測力件直接作用于壓力傳感器上，使傳感器輸出信號也產生同頻抖動，而振動這一干擾量中垂直方向的振動對測力傳感器的測量準確度和測量穩定性影響最大。

發明內容

為了解決離心飛重塊轉動引起的垂直方向振動干擾傳感器測量準確度和穩定性這一問題，本發明提供一種用于離心飛重塊軸向力測量的裝置。該裝置主要包括垂直氣缸7、活塞8、測力傳感器9、底座10。垂直氣缸7為側面開有進氣孔11的一端封閉的圓柱形筒狀結構；所述的垂直氣缸7，其特征在于封閉端上端有圓環形凹槽，凹槽中間有凸臺；所述的垂直氣缸7，其特征在于內表面精密拋光。活塞8上端為圓柱形結構，下端為長方體結構，上下兩端通過圓柱形結構連接；所述的活塞8，其特征在于上端的圓柱形結構外表面精密拋光，并與垂直氣缸7內壁過渡配合；所述的活塞8，其特征在于其下端長方體結構有開有盲孔，并與測力傳感器9上端凸臺連接，二者為過渡配合。底座10為中央開有盲孔的長方體結構，并于測力傳感器9下端凸臺連接，二者為過渡配合；

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供航空發動機離心飛重軸向力測量裝置：垂直氣缸7、活塞8、測力傳感器9、底座10，其特征是：活塞8向上插入垂直氣缸7中，活塞8上端圓柱形結構與垂直氣缸7內表面過渡配合。活塞8下端長方體結構有凹槽，測力傳感器9上端凸臺插入活塞8下端凹槽中，與活塞8盲孔過渡配合，下端插入底座10凹槽中，與底座10凹槽過渡配合。在垂直氣缸側面開有進氣孔11。

所述垂直氣缸7的內徑是57mm，外徑是63mm，氣缸長度是67mm，底厚是6mm，圓環形凹槽深3mm，進氣孔11直徑2mm。

所述活塞8上端圓柱形結構直徑是57mm，長12mm。

所述活塞8下端長方體結構尺寸是26mm×30mm×26mm。

所述活塞8中部圓柱形結構，直徑是6mm，長20mm。

所述測力傳感器9柱式壓力傳感器。

本發明還涉及一種垂直氣缸消振式離心飛重軸向力測量方法，其特點包括以下步驟：

步驟一、將測力傳感器9下端凸臺插入底座10盲孔中；測力傳感器9上端凸臺插入活塞8下端的盲孔中；垂直氣缸7內部浸潤潤滑油后向下套在活塞8上。

步驟二、將微型平面推力球軸承13的下墊片放置在垂直氣缸7上端的凸臺上；短導桿12下端凸臺放置在微型平面推力球軸承13上墊片中。

步驟三、將電機15安裝在電機支架14上，并調節電機支架14使電機轉軸與垂直氣缸7中軸重合，擰緊緊固螺釘16使電機支架固連在垂直支架17上。

步驟四、將支架2安裝在電機轉軸上，使擺動臂6搭接在短導桿12上。

步驟五、通過恒壓源向進氣孔11內供氣。

步驟六、調節電機15轉速為一個固定值，測力傳感器9輸出軸向力。